Spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi elektromagnetik yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan oleh molekul-molekul poliatomik (materi)
Spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi elektromagnetik yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan oleh molekul-molekul poliatomik (materi)
Energi yang menyerupai partikel-partikel diskrit yang disebut foton atau kuantum
Energi yang menyerupai partikel-partikel diskrit yang disebut foton atau kuantum
Gelombang Cahaya
Parameter Gelombang
Definisi
Amplitudo (A) Gelombang sinusoidal sebagai puncak maksimum
Periode (P) Waktu radiasi satu amplitudo (detik) Kecepatan (Vi ) Kecepatan propagasi REM dalam suatu
medium (m/detik) Kecepatan radiasi dalam medium vakum C = 3,00 x 108 m/detik
Bilangan gelombang (Ʋ)
Kebalikan panjang gelombang (cm-
1), berbanding lurus dengan frekuensi
Ʋ = 1/λ, dan Ʋ = k. Ʋ (k = konstanta)
Amplitudo (A) : Gelombang sinusoidal sebagai puncak maksimum
Periode (P) : Waktu (detik) radiasi satu amplitudo
Frekuensi (Ʋ) : Jumlah osilasi per detik.
Ʋ = 1/P
Parameter gelombangParameter gelombang
Kecepatan (Vi ) : Kecepatan propagasi REM dalam suatu medium (m/detik)
Kecepatan radiasi dalam medium vakum :
C = 3,00 x 108 m/detik
Bilangan gelombang (Ʋ) : Kebalikan panjang gelombang (cm-1), berbanding lurus dengan frekuensi
Ʋ = 1/λ, dan Ʋ = k. Ʋ (k = konstanta)
5,00 µm x 10-4 cm/µm
1= 2000 cm-1
Soal : Hitung bilangan gelombang radiasi bila λ = 5,00 µm
Ʋ =
Energi foton (E)
= h ν Frekuensi (detik-1)
Konstanta Plank’s
λ ν = c Kecepatan cahaya
3x 108 m/detik
c λ
ν =
Panjang gelombang
meningkat
Energi dan frekuensi menurun
Ʋ = 1
λ=
1
5,00 x 10 -4 cm = 2000 cm-1
E = h C Ʋ
= 3,98 x 10-20 Joule
= 6,63 x 10 -34 J. det (3,00 x 1010 cm/det) x 2000 cm-1
Soal : Hitung E (J) suatu foton bila λ = 5,00 µm
Hubungan E foton dengan panjang gelombang REM dan refraksi indek medium
E = h C
λ n
Soal : Suatu REM dengan panjang gelombang 443 nm merambat dalam medium metanol (n = 1.329). Hitung kecepatan dalam metanol,
frekuensi radiasi, energi dan periode.
Kecepatan (V) = Cn =
3,0 x 10 8 m/det
1,329 = 2,256 x 108 m/det
Frekuensi λƲ =Cn
(λ = 443 nm = 443 x 10-9 m)
(443 x 10-9 m) Ʋ = 3,0 x 108
1,329Ʋ = 5,09 x 1014 HZ
Energi : E = h Ʋ
= 6,63 x 10-34 J. det (5,09 x 1014 det-1) = 3,37 x 10-19 J
Periode : T = 1Ʋ
=1
5,09 x 1014 det-1= 1,96 x 10-15 det
Jenis-jenis Radiasi
Jenis radiasi
Panjang gelombang
Interaksi
γ < 10 nm Emisi nuklir
Sinar X < 10 nm Ionisasi atomik
UV 10 -380 nm Transisi elektronik
Tampak 380 – 800 nm Transisi elektronik
IR 800 nm – 100 μm Interaksi ikatan
Radio meter Absorpsi nuklir
Cahaya monokromatis mengenai medium transparan, maka intensitas cahaya yang diteruskan akan berkurang sesuai dengan ketebalan medium
It = I0 e-kl
It = intensitas cahaya yang diteruskan
I0 = Intensitas cahaya masuk pada medium penyerap
k = tetapan pada panjang gelombang yang digunakan
l = tebal medium
Intensitas cahaya monokromatis yang masuk akan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi larutan pengadsorpsi secara linier
It = I0 e-kc C = konsentrasi
Log I0
It= a b c
I0 = Intensitas radiasi yang masuk
It = Intensitas yang diteruskan
A = absorptivitas molar
B = tebal sel
C = konsentrasi
Pendekatan Hukum Lambert-Beer
Radiasi sinar datang monokromatis
Tidak terjadi reaksi diantara komponen-komponen sampel
Radiasi sinar datang harus tegak lurus dengan permukaan sampel
Radiasi sinar melintasi medium dengan panjang yang sama
Intensitas radiasi sinar datang tidak terlalu besar
Konsentrasi analit tidak terlalu besar
Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang serapan maksimum
Metode Kolorimetri Visual : Metode Deret Standar
Spektroanalisis
Analisis Kolorimetri
1 2 3 4 5
Deret larutan standar
Sampel
[sampel] = [standar 3]Panjang jalan sinar harus sama
Cermin
Sumber cahaya
Mono- kromator
Sel cuplikan
Detektor Pencatat
Transmitan (T atau %T)
Absorbansi (A)
λ1
λ2
Sumber sinar
Celah masuk
Celah keluar
Lensa kolimator
Lensa pemusat
Prisma Sel cuplikan
Monokromator ditempatkan dalam kotak yang tidak tembus cahayaMerubah sinar polikromatis dari sumber sinar menjadi sinar monokromatis
untuk pengukuran absorbansi
Susunan monokromator
Analisis Kualitatif
Spektrum absorpsi molekuler
Spektrum analit dibandingkan
dengan spektrum material standar
Transisi elektronik Interaksi ikatanVibrasi
Rotasi
Analisis Kuantitatif
Hukum Lambert & Beer
Po
P
b
C
PPo
Cahaya setelah melewati larutan dengan konsentrasi C, dan tebal larutan b
= Transmitan (T)
- Log (T) = A A = a b c
Absorbansi Vs Transmitan
Hitung absorbansi larutan yang diukur pada panjang gelombang 400 nm, dan diketahui %T adalah 89
Hitung absorbansi larutan yang diukur pada panjang gelombang 400 nm, dan diketahui mempunyai nilai % T = 89
%T = 89 = 89/100 = 0,89
A = - log T = - log 0,89 = 0,051
Contoh 1
Penentuan absorptivitas
Setiap instrumen mempunyai sensitivitas yang berbeda
Penentuan absortivitas mengunakan larutan standar (konsentrasi M, N, ppm,……)
Bila digunakan konsentrasi M ε = absortivitas molar
Suatu larutan berwarna dengan konsentrasi 4,50 ppm, diketahui mempunyai absorbansi 0,3 pada panjang gelombang 530 nm, yang diukur pada sel 2,00
cm. Hitung nilai absortivitas
Contoh 2
Contoh 3Contoh 3
Suatu lartan Co(H2O)2- mempunyai absorbansi 0,2, panjang sel 1 cm diukur pada serapan 530 nm, bila diketahui ε = 10 L N-1 cm-1 hitung konsentrasi larutan
A = 0,2; a = 10; b = 1 cm C = 0,02 M
Perhitungan absorbansi sederhana dapat dilakukan melalui dua pendekatan: 1. Penggunaan standar 2. Metode perbandingan : pengukuran sampel yang diketahui dan tidak diketahui
Contoh 4
Larutan sampel yang mengandung MnO4- diukur serapannya
pada panjang gelombang 525 nm, dan diketahui absorbansi =
0,50. Pada kondisi yang sama dilakukan pengukuran larutan
MnO4- dengan konsentrasi 1,0 x 10-4 M, absorbansi diketahui
0,2. Htung konsentrasi sampel
Contoh 4 :
Ekstingsi dan tebal sel cuplikan tidak diketahui, karena pengukuran dilakukan pada kondisi yang sama maka nilai ε dan b akan sama
A Sampel ε. b. c Sampel A Standar ε. b. c Standar
=
A Sampel C Sampel A Standar C Standar
=
A Sampel A Standar
=Csampel CStandarx
Csampel = (0,500/0,200) x (1,0 x 10-4 M)
= 2,6 x 10-4 M
Asumsi pengukuran dilakukan pada daerah
linier